Makluman Audio: 18 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

PCB yang saya reka dinamakan Audio Alert. Papan ini diletakkan di antara sumber audio stereo dan pengguna audio stereo seperti pemancar atau penguat FM. Apabila papan tanpa wayar menerima mesej yang dikodkan, ia memasuki aliran audio dari sumber semasa dan memainkan klip suara MP3 yang berkaitan dengan mesej yang diterima. Setelah klip selesai bermain papan beralih kembali ke sumber asal (dalam kes saya iPod.)

Saya merancang papan ini sebagai papan pendamping untuk papan yang saya reka untuk mengesan bila pengumpul habuk kedai kayu saya penuh. Walaupun papan pemungut habuk penuh akan menyalakan strob yang berkelip, saya kadang-kadang masih tidak menyedarinya. Kedai agak kuat ketika pengumpul habuk dan alat pegun lain berjalan, jadi saya hampir selalu memakai pelindung pendengaran saya dengan alat penerima FM yang terpasang. Dengan menggunakan papan ini, saya sekarang mendengar "Pengumpul habuk penuh" walaupun pelindung pendengaran saya. Lihat

Mcu yang digunakan adalah ATmega328p. MCU menerima pemberitahuan dari pemancar RFM69CW. Suis audio adalah cip PT2314 yang dikawal I2C. PT2314 adalah suis stereo 4 hingga 1. Papan ini memaparkan 2 dari 4 input yang mungkin sebagai bicu stereo standard 3.5mm. Sumber ke-3 adalah cip pemain MP3 onboard, dan sumber ke-4 tidak digunakan. Keluarannya melalui bicu stereo 3.5mm standard.

Pemain MP3 mempunyai 3 sumber yang mungkin: kad SD, USB Stick, dan NOR Flash.

Pemain MP3 adalah cip YX5200-24SS yang sama yang terdapat di banyak modul Pemain DF (walaupun kebanyakan versi modul ini yang lebih murah menggunakan cip palsu yang tidak mempunyai semua fungsi cip asal.) Perbezaan utama pelaksanaan ini menggunakan YX5200 Cip -24SS adalah stereo dan menyokong NOR Flash EEPROM.

Anda boleh memuatkan NOR Flash dengan klip MP3 atau menggunakan salah satu sumber lain. Pada permulaan pemain MP3 akan lalai ke USB jika tersedia, diikuti dengan kad SD, dan kemudian NOR Flash. Anda dapat mengubah perisian untuk mengubah keutamaan sumber, atau mempunyai sumber MP3 berdasarkan mesej yang diterima.

Seperti yang diprogramkan input luaran diteruskan ke output. Seperti sumber MP3, tingkah laku ini dapat diubah dalam perisian. Juga kelantangan, keseimbangan, treble, dan beberapa ciri suis audio yang lain dapat dikendalikan melalui perisian.

Papan ini juga mempunyai pilihan untuk menambahkan modul penguat fon kepala. Saya menggunakan penguat dalam konfigurasi saya kerana output memberi makan pemancar FM dan pemancar berkinerja lebih baik dengan penguat daripada ketika ia diberi audio tahap garis.

Semua pin yang tidak digunakan telah dibawa ke tepi papan. Papan ini mempunyai penyambung I2C dengan garis gangguan untuk pembangunan masa depan (paparan, papan kekunci, dll.)

Skema dilampirkan pada langkah seterusnya.

Seperti papan lain yang saya reka, fail gerber papan ini dikongsi di PCBWay.

Lingkaran bercetak 3D boleh didapati di Thingiverse:

Langkah 1: Arahan untuk Memasang Dewan

Petunjuk untuk memasang papan (atau hampir semua papan kecil) mengikuti. Dalam langkah berikut, saya memasang papan tanpa penguat fon kepala pilihan.

Sekiranya anda sudah mengetahui cara membina papan SMD, lompat ke langkah 13.

Langkah 2: Kumpulkan Bahagian

Saya mulakan dengan mengetuk sehelai kertas ke meja kerja dengan label untuk semua bahagian yang sangat kecil (perintang, kapasitor, LED). Elakkan meletakkan kapasitor dan LED bersebelahan. Sekiranya mereka bercampur, mungkin sukar untuk membezakannya.

Saya kemudian mengisi kertas dengan bahagian-bahagian ini. Di tepi saya menambah bahagian yang lain, mudah dikenali. (Perhatikan bahawa saya menggunakan sekeping kertas yang sama ini untuk papan lain yang saya reka, jadi hanya beberapa lokasi dalam foto yang mempunyai bahagian di sebelah / pada label)

Langkah 3: Pasang Papan

Dengan menggunakan sekeping kayu kecil sebagai pelekap, saya menyusun papan PCB di antara dua keping papan prototaip sekerap. Papan prototaip dipegang pada blok pelekap dengan pita tongkat berganda (tidak ada pita pada PCB itu sendiri). Saya suka menggunakan kayu untuk blok pemasangan kerana secara semula jadi tidak konduktif / antistatik. Juga mudah untuk memindahkannya seperti yang diperlukan semasa meletakkan bahagian.

Langkah 4: Sapukan Solder Paste

Sapukan solder pasta ke pad SMD, biarkan semua lubang lubang kosong. Dengan tangan kanan, saya biasanya bekerja dari kiri atas ke kanan bawah untuk meminimumkan kemungkinan mengoleskan solder pasta yang telah saya gunakan. Sekiranya anda mengoleskan pasta, gunakan lap tanpa serat seperti yang digunakan untuk menghilangkan solek. Elakkan menggunakan tisu / tisu Kleenex. Mengawal jumlah pasta yang digunakan pada setiap pad adalah sesuatu yang dapat anda gunakan melalui percubaan dan kesilapan. Anda hanya mahu sedikit tetes pada setiap pad. Ukuran dab relatif terhadap ukuran dan bentuk alas (kira-kira 50-80% liputan). Sekiranya ragu-ragu, gunakan lebih sedikit. Untuk pin yang berdekatan, seperti IC dalam bungkusan TSSOP, anda menggunakan jalur yang sangat nipis di semua pad daripada cuba menggunakan tetes yang terpisah pada setiap pad yang sangat sempit ini. Apabila pateri cair, pelindung solder akan menyebabkan pateri berpindah ke pad, seperti bagaimana air tidak melekat pada permukaan berminyak. Pateri akan menjadi manik atau berpindah ke kawasan dengan pad yang terdedah.

Saya menggunakan pes solder takat lebur rendah (Titik lebur 137C)

Langkah 5: Letakkan Bahagian SMD

Letakkan bahagian SMD. Saya melakukan ini dari atas kiri ke kanan bawah, walaupun tidak banyak perbezaan selain daripada anda mungkin tidak akan ketinggalan. Bahagian diletakkan menggunakan pinset elektronik. Saya lebih suka pinset dengan hujung melengkung. Angkat bahagian, putar blok pemasangan jika diperlukan, kemudian letakkan bahagiannya. Beri setiap bahagian ketukan ringan untuk memastikannya duduk rata di papan. Semasa meletakkan bahagian, saya menggunakan dua tangan untuk membantu penempatan tepat. Semasa meletakkan mcu persegi, angkat secara menyerong dari sudut bertentangan.

Periksa papan untuk memastikan mana-mana kapasitor terpolarisasi berada di kedudukan yang betul, dan semua cip berorientasikan dengan betul.

Langkah 6: Masa untuk Senapang Udara Panas

Saya menggunakan Pistol Udara Panas SMA YAOGONG 858D. (Di Amazon dengan harga kurang dari $ 40.) Pakej ini merangkumi 3 muncung. Saya menggunakan muncung terbesar (8mm). Model / gaya ini dibuat atau dijual oleh beberapa vendor. Saya telah melihat penilaian di semua tempat. Pistol ini berfungsi dengan sempurna untuk saya.

Saya menggunakan pes pateri suhu rendah. Untuk senapang model saya, suhu saya ditetapkan kepada 275C, aliran udara ditetapkan ke 7. Pegang pistol tegak lurus ke papan kira-kira 4cm di atas papan. Pateri di bahagian pertama memerlukan sedikit masa untuk mula mencair. Jangan tergoda untuk mempercepat dengan menggerakkan pistol ke papan. Ini secara amnya mengakibatkan tiup bahagian. Setelah pateri mencair, teruskan ke bahagian papan yang bertindih seterusnya. Berjalanlah di seluruh papan.

Langkah 7: Kuatkan Sekiranya Perlu

Sekiranya papan mempunyai penyambung kad SD yang dipasang di permukaan atau bicu audio yang dipasang di permukaan, dan lain-lain, pasangkan pateri wayar tambahan ke pad yang digunakan untuk memasangkannya ke papan. Saya dapati bahawa pateri solder sahaja tidak cukup kuat untuk mengamankan bahagian ini dengan pasti.

Langkah 8: Membersihkan / membuang SMD Flux

Pasta solder yang saya gunakan diiklankan sebagai "tidak bersih". Anda perlu membersihkan papan, kelihatan lebih baik dan akan mengeluarkan manik-manik kecil pateri di papan. Dengan menggunakan sarung tangan getah, nitril, atau getah di tempat yang berventilasi baik, tuangkan sejumlah kecil Flux Remover ke dalam pinggan kecil seramik atau keluli tahan karat. Keluarkan semula botol penghilang fluks. Dengan menggunakan berus yang kaku, celupkan sikat pada penghilang fluks dan gosokkan kawasan papan. Ulangi sehingga anda menggosok permukaan papan sepenuhnya. Saya menggunakan berus pembersih senjata untuk tujuan ini. Bulu lebih kaku daripada kebanyakan berus gigi.

Saya mencurahkan semula penghilang fluks yang tidak digunakan ke dalam botol. Saya tidak tahu sama ada ini betul atau tidak. Saya tidak melihat ada masalah yang berkaitan dengan melakukan ini.

Langkah 9: Letakkan dan Pateri Semua Bahagian Lubang Palung

Setelah penghilang fluks menguap dari papan, letakkan dan pateri semua bahagian lubang palung, terpendek hingga tertinggi, satu demi satu.

Langkah 10: Potong Flush Melalui Lubang Pin

Dengan menggunakan plush cutter flush, potong pin lubang melalui bahagian bawah papan. Melakukan ini menjadikan penyingkiran sisa fluks lebih mudah.

Langkah 11: Panaskan Semula Melalui Lubang Pin Selepas Keratan

Untuk penampilan yang cantik, panaskan semula pateri pada pin lubang selepas memotong. Ini menghilangkan tanda ricih yang ditinggalkan oleh pemotong siram.

Langkah 12: Keluarkan Flux Through Hole

Dengan kaedah pembersihan yang sama seperti sebelumnya, bersihkan bahagian belakang papan.

Langkah 13: Gunakan Kuasa ke Papan

Gunakan kuasa pada papan (6 hingga 12V). Sekiranya tidak ada yang menggoreng, ukur 5V dan 3.3V dari tab besar pada dua cip pengatur.

Langkah 14: Muatkan Bootloader

Langkah ini menetapkan kelajuan pemproses, sumber jam dan tetapan fius lain serta memuatkan bootloader.

Anda memerlukan ISP untuk langkah ini. Anda boleh menggunakan ISP seperti Arduino sebagai ISP, dengan syarat ISP adalah 3v3. ISP yang saya reka mempunyai penyambung ISP 3v3. Lihat

Sangat penting: Anda mesti menggunakan ISP 3v3 atau anda mungkin merosakkan komponen di papan tulis

Dari menu Arduino IDE Tools, pilih "Arduino Pro atau Pro Mini" untuk papan, dan "ATmega328P (3.3V 8MHz)" untuk pemproses.

Putuskan kuasa dari papan jika anda menggunakan kabel ISP 6 wayar.

Sambungkan kabel ISP dari tajuk ICSP di papan ke ISP 3v3. Tetapkan suis DPDT berhampiran tajuk ICSP ke "PROG".

Pilih "Arduino as ISP" dari item menu Tools-> programmer (atau apa sahaja yang sesuai untuk ISP yang anda gunakan), kemudian pilih burn bootloader. Selain memuat turun bootloader, ini juga akan menetapkan sekering dengan betul. Dalam foto, papan di sebelah kiri adalah sasarannya. Papan di sebelah kanan adalah ISP.

Putuskan sambungan kabel ISP.

Langkah 15: Muat naik Lakaran

Pasang modul penyesuai bersiri 3v3 TTL ke penyambung bersiri di papan.

Kemas kini: 18-Mar-2021: Saya telah membuat beberapa perubahan kecil pada lakaran untuk memperbaiki bug yang berlaku ketika amaran sudah dimainkan ketika menerima mesej lain. Hubungi saya jika anda mahukan versi lakaran yang dikemas kini

Muat turun perisian.zip yang dilampirkan pada langkah ini. Anda boleh mencampurkan sumber-sumber ini ke dalam folder Arduino anda atau menukar Lokasi Buku Sketsa dalam pilihan Arduino untuk menunjukkan sumber-sumber ini. Kaedah yang disukai adalah memastikan sumber ini terpisah.

Sahkan / Susun lakaran AudioAlertRFM69.

Muat naik lakaran jika disusun tanpa kesalahan.

Langkah 16: Buat Fail Hex MP3 FAT

Langkah ini menganggap anda merancang untuk menggunakan cip NOR Flash onboard sebagai sumber MP3. Anda boleh melangkah ke langkah 18 jika anda tidak merancang untuk menggunakan cip NOR Flash sebagai sumber MP3. Ini bermaksud bahawa anda akan menggunakan kad SD atau USB stick sebagai sumber MP3.

Tujuan langkah ini adalah untuk mendapatkan gambar sistem fail FAT16 yang mengandungi klip MP3 untuk dimainkan dari NOR Flash sebagai sumber ke NOR Flash EEPROM. Urutan fail dalam direktori root FAT menentukan indeks MP3 yang akan anda rujuk dari perisian semasa memainkan amaran.

Fail MP3 FAT Hex boleh dibuat menggunakan aplikasi Mac OS FatFsToHex saya.

Sekiranya anda memiliki Mac, atau mempunyai akses ke Mac, muat turun aplikasi FatFsToHex dari GitHub:

Perhatikan bahawa anda tidak perlu membuat aplikasi, ada fail zip di repositori ini yang berisi aplikasi bawaan.

Setelah memutuskan fail MP3 yang ingin anda mainkan di papan tulis, lancarkan aplikasi FatFsToHex dan seret fail ke dalam senarai fail. Tetapkan urutan permainan dengan menyusun fail dalam senarai. Sekiranya ini adalah satu set MP3 yang anda rasa dapat menggunakan lebih dari satu kali, simpan set ke disk menggunakan perintah simpan (⌘-S). Eksport (⌘-E) fail hex MP3 ke kad SD, beri nama fail FLASH. HEX. Ini mestilah satu-satunya fail pada kad SD ini.

Saya ragu siapa sebenarnya akan membina salah satu papan ini, tetapi jika seseorang melakukannya, dan anda buntu membuat fail hex MP3, hubungi saya dan saya akan membinanya untuk anda.

Langkah 17: Muatkan Fail MP3 Ke NOR Flash EEPROM

Untuk langkah ini, anda memerlukan Arduino sebagai ISP (atau papan yang saya reka), dan kabel ISP 5 atau 6 wayar. Putuskan sambungan kuasa ke papan jika anda menggunakan kabel 6 wayar.

Sekiranya anda tidak menggunakan ISP yang saya reka, ISP yang anda gunakan perlu dimuat dengan sketsa Hex Copier saya dan ia perlu mempunyai modul kad SD mengikut arahan dalam lakaran HexCopier. Sketsa HexCopier dapat dijalankan di mana-mana Arduino dengan ATmega328p (dan beberapa ATMegas lain.) Sketsa ini terdapat di repositori GitHub FatFsToHex.

Tetapkan suis DPDT berhampiran NOR Flash EEPROM ke PROG. Sambungkan kabel ISP antara tajuk 3v3 ISP dan NOR FLASH menggunakan pin ground untuk menentukan orientasi penyambung yang betul. Ini adalah penyambung biru dalam foto.

Setelah kuasa digunakan dengan kad SD dimasukkan, dan kadar baud monitor bersiri ditetapkan ke 19200, kirimkan lakaran huruf C dan karakter pengembalian ("C / n" atau "C / r / n"), untuk memulakan salinannya. Lihat tangkapan skrin untuk tindak balas yang diharapkan dari lakaran penyalin yang berjalan di ISP.

Perhatikan bahawa aplikasi FatFsToHex mempunyai monitor bersiri (lihat foto.)

Langkah 18: Uji Papan

Sambungkan iPod atau sumber suara lain ke bicu audio 3.5mm berlabel "IN". Sambungkan sepasang fon kepala ke soket berlabel "OUT".

Gunakan kuasa pada papan. Main trek di iPod. Anda mesti mendengar apa yang dimainkan melalui fon kepala.

Pasang penyesuai siri 3v3 TTL ke papan. Tetapkan kadar baud ke 9600.

Mainkan amaran dengan menghantar papan “p1”. Anda harus mendengar amaran memotong apa sahaja yang datang dari iPod. Terlalu banyak parameter ujian yang dapat dihantar secara bersiri ke papan untuk dijelaskan di sini. Lihat fungsi gelung lakaran AudioAlertRFM69. Anda akan melihat pernyataan pertukaran yang menyenaraikan semua parameter ujian.

Untuk menguji transceiver, anda memerlukan papan lain seperti alat kawalan jauh yang dijelaskan dalam instruksi Varmint Detector saya atau papan pemungut habuk yang saya reka. Lihat https://www.thingiverse.com/thing::657033 Papan ini dapat diprogramkan untuk menghantar mesej ke papan amaran audio.

Anda juga dapat membuat set uji di papan roti seperti yang ditunjukkan dalam foto. Saya telah merancang papan pelarian untuk RFM69CW dan HCW. Papan ini memberikan peralihan tahap sehingga anda dapat menggunakan transceiver ini dengan mcu 5V. (RFM69 adalah 3v3.)

Sekiranya ada orang di AS yang berminat untuk memperoleh papan saya, kosong atau terbina, sukar untuk mencari bahagian, hubungi saya (melalui mesej, bukan sebagai komen.) Seperti yang dinyatakan dalam pengenalan, fail Gerber papan dikongsi di PCBWay.